（市政工程专业论文）利用下水道管渠处理城市污水技术模拟研究.pdf

中文摘要 摘要 论文以开发简易、高效和低能耗的城市污水处理技术为目标，对利用下水道 管渠处理城市污水技术进行了模拟试验研究。通过采用活性污泥回流和在下水道 内悬挂填料的方式解决了下水道内微生物固定问题。同时对采用下水道生物膜处 理系统和活性污泥处理系统处理不同浓度的城市污水的运行工况进行了深入的试 验研究，取得了关键运行参数。并通过下水道处理系统与生物絮凝工艺的组合， 有效地调节了下水道处理系统所需的管道长度。且在水温较低时，保持下水道工 况条件不变，通过对生物絮凝段的污泥负荷进行调节，可以保证处理效果和出水 水质的稳定性，与生物絮凝段组合的处理系统，使下水道处理系统在实际工程中 具有了相当的灵活性和广阔的应用前景。 采用下水道活性污泥法处理低浓度和中浓度生活污水工况研究表明：当进 水c o d c ，= 2 0 0 m g l 、m l s s = 3 o g & 、 硼= o 5 h 、n s = 3 6 k g b o d 5 m l s s d ；以 及进水c o d c ，= 4 0 0 m g l 、m l s s = 3 o g m 、h r t = 3 h 、n s = 1 2 k g b o d s m l s s d 时， 可使出水c o d c r 6 0 m g l ，b o d s 2 0m g l ，s s 2 0m e , m 。 采用下水道活性污泥法+ 生物絮凝处理系统，当进水c o d c ，= 6 0 0 m g l ，研 究表明：对于下水道处理段，m l s s = i 5 9 e 、h r t = 2 h 、n s = 2 4k g b o d jk g m l s s d ， 对于生物絮凝段，h r t = 2 5 m i n 、m l s s = 2 4 9 l 、n s = 2 5k gb o d 5 k g m l s s d ， 可使出水c o d c ， 6 0 m g l ，b o d 5 2 0 m g l 及s s 2 0m g l ，达到城镇污水处理 厂污染物排放标准g b18 9 18 - 2 0 0 2 一级标准。 采用生物膜法处理低浓度和中低浓度生活污水研究表明：当进水c o d c r = 1 5 0 3 5 0 m g l ，仅用下水道生物膜处理系统，当填料体积密度为3 5 ，h r t = 2 5 3 5 h 时，出水c o d 口 6 0 m g l ，b o d s 2 0 m g l ，s s 2 0 m g l 。 采用下水道生物膜+ 生物絮凝处理系统处理中浓度和高低浓度生活污水工 况研究表明：当进水c o d c r = 3 6 0 7 5 0 m g l ，对于下水道处理系统，填料体积密度 为3 5 ，h r t = 2 5 3 5 h ，出水c o d c r ：2 2 0 2 6 0 m g f l ；生物絮凝系统，h r t = 3 0 m i n ， m l s s = 2 5 3 o g t ，n s = 3 0k g b o d s k g m l s s d ，可使出水c o d 。， 6 0 m i i 。， b o d s 2 0 m g l 及s s l o m g ij ) 、反应时问、管道内生物量等有荚。 6 2下水道污水处理技术的基本原理 i s l a n d e r 等人1 9 9 1 年研究提出，下水道厌氧生成的h 2 s 一旦进入好氧条件， 在杆状菌的作用下，会在管道表面被氧化成h 2 s 0 4 ，侵蚀下水道内管壁的混凝土 表面以及处理、输送污水装景的其它部分，如泵站、检查井、调节蓄水池等。 3 试验装置及方法 3 试验装置及方法 3 1 试验装置 3 1 1 下水道活性污泥处理系统模拟试验装置 试验流程见图3 1 ，试验装置见图3 2 图3 , 4 ，该装置由排水管道、循环水泵 及沉淀池( 兼作循环水箱) 组成，其中沉淀池l x b h = 1 0 0 0 1 0 0 0 5 0 0 r a m ， 有效容积为5 0 0 l ，循环水箱中设微孔曝气砂头，以便调节系统中的溶解氧浓度。 试验装置共两套，采用u p v c 排水管模拟实际下水道，排水管道内径1 0 0 m m ， 总长度为3 6 m ，采用回廊式分层连接，层与层之间用两个9 0 p v c 排水弯头连 接，模拟下水道中的跌水井，每套装置设置4 个，每个跌水高度为2 0 0 m m 。 在试验过程中，通过水泵使污水在管道内循环流动，以保证管道系统内有一 定的水力流速并维持一定的反应时间，尽量减少运行过程中循环水箱内的残存水 量，仅满足循环水泵能够抽吸到污水。 管道上方开槽，开槽宽5 0 m m ，主要为了模拟排水明渠，并可通过强力透明 强力胶布封住槽口模拟排水暗管。另一方面也便于在运行中观察管道内的淤泥沉 积及活性污泥或生物膜的生长状况。 装置总容积为o 2 8 m 3 ，平均充满度h d = 0 5 4 ，总有效容积为0 ，1 5 m 3 。污水在 管道内的水流流速通过管道坡度和循环水泵流量的改变来进行调节，管渠内水流 流速调节范围可控制在0 1 6 - 0 6 6 m s 之间。 图3 1 下水道活性污泥处理污水工艺流程 f i g3 1p r o c e s so f s a n i t a r ys e w e r sa sw a s t e w a t e r t r e a t m e n ts y s t e m s 图3 2f 水道活性污泥处理系统试验装置 f i 9 32e x p e r i m e n tm o d e lo fs a n i t a r ys e w e r sa sw a s t e w a t e rt r e a t m e n ts y s t e m s 9 涯 重庆大学硕士学位论文 图3 | 3 污水下水道处理系统试验装置局部放大图 l 出水阀2 曝气头3 曝气机4 循环水泵 f i 9 3 3l o c a le n l a r g e dd r a w i n go f s a n i t a r ys e w e r sa sw a s t e w a t e rt r e a t m e n ts y s t e m s 图3 4 污水下水道处理系统试验装置局部放大图 f i g3 4l o c a le n l a r g e dd r a w i n go f s a n i t a r ys e w e r sa sw a s t e w a t e rt r e a t m e n ts y s t e m s 对于管道充满度和流速的测试方法是：首先排空管道内的积水，在循环水箱 内进一定量的污水，启动循环水泵，至出水流量稳定后，测得进入管道内水的总 体积v ( 水箱内水的减少量) ，水泵的实际流量q ，考虑管道总长l ，得出水流断 面a ，据此推求平均充满度和流速v = q a o 3 1 2 下水道生物膜处理系统模拟试验装置 试验流程见图3 5 ，试验装置如见图3 6 ，试验装置共一套，采用管道内径为 1 0 0 m m 的u p v c 管对下水道生物膜处理系统进行模拟，总长度为7 2 m ；共设置 了9 个跌水井。 下水道模型的总容积为o 5 6 m 3 ，平均充满度h d = 0 5 4 ，装置的有效容积为 o 3 0 m 3 ，因进水量小，在进水口前设置1 0 1 t l i n x l o m m 格网，以消除进水中的纤维 状物质和粗大悬浮物堵塞填料，污水先进入调节池均化水质以减小水质波动对试 验结果的影响，其余同活性污泥装置。 3 试验装置及方法 图3 5 下水道生物膜处理系统： 艺流程 f i g3 5p r o c e s so f b i o - f i l mt r e a t m e n ts y s t e m si ns a n i t a r ys e w e r s 图3 6 下水道生物膜处理系统试验装置图 管道( 内挂生物填料) 2 高位水箱3 出水阀4 曝气头5 曝气机6 循环水箱7 跌水井 f i 醪6e q u i p m e n to f b i o f i l mt r e a t m e n tp r o c e s si ns a n i t a r ys e w e r s 图37f 水道处理系统试验模型装置 f i 9 37t h em o d e lo f s a n i t a r ys e w e r sa sw a s t e w a t e rt r e a t m e n ts y s t e m s 重庆大学硕士学位论文 3 1 3 生物絮凝试验装置 本试验所用的生物絮凝反应器采用曝气沉淀一体式反应器( l x b h = 3 3 4 x 1 5 x 5 5 c m ) ，曝气区v 自# = 1 5 l ，以充氧泵的曝气头曝气，连续运行。所采用 的曝气沉淀池尺寸如图3 8 ( 立面图和平面图) 。 卜旦+ 璺9 _ 一+ ， 不可调可调 单位c m 图3 8 生物絮凝反应器立面图和平面图 f i g 3 8s e c t i o n a le l e v a t i o na n di c h n o g r a p h yo f b i o - f l o c c u l a t i o nr e a c t e r 3 2 试验污水水质 试验用水采用校区生活污水，其水质见表3 ，l 。 表3 1 试验污水水质表 t a b l e 3 1w a s t e w a t e rq u a i l t yi nt h ee x p e r i m e n t 指标b o d s c o d c r b o d 5 c o d c r c o d 镕* s s ( m 朗，)( m 胡，) ( m g ，l ) m g 【， 水质 3 6 2 4 2 7 7 3 7 8 6 40 4 7 o 5 83 7 8 - - 4 3 93 7 i - 3 8 4 指标 n h ，一n丁np o d 3 t p p h ( m 斯)( m g l )( m g l )( m g l ) 水质7 8 1 6 4 1 4 8 1 9 75 5 9 86 4 6 4 7 、9 3 47 缸8 3 4 3 试验装置及方法 3 3 试验分析方法 3 3 1 分析项目及方法 本试验的有关测试项目采用水和废水监测分析方法( 第四版) 中规定的标 准方法进行分析测试，部分采用进口分析仪器测定。 具体的分析项目和方法见表3 2 表3 2 分析项目和方法一览表 t a b l e3 2s c h e d u l eo f a n a l y s i si t e m sa n dm e t h o d s 分析项目分析方法 c o d c r重铬酸钾法 b o d 5h a c hb o d l y a k p h h a c hs e n s i o n 2 精密酸度计 m 吐s s 、s s滤纸重量法 温度、溶解氧y s im o d e l5 2 溶解氧测定仪 【l v s s焚烧称量法 n h 3 - n 纳氏试剂分光光度法 t n碱性过硫酸钾消解 p 0 4 3 钼锑抗分光光度法 总磷过硫酸钾消解法 s o u r y s im o d e l5 2 溶解氧测定仪及磁力搅拌器 脱氢酶t t c 法 生物相显微镜 3 3 2 试验仪器 主要的试验仪器见表3 3 表3 3 主要的分析仪器 t a b l e3 3l e a d i n gt e s t e r 序号设备及仪器名称型号 1溶解氧、温度测定仪 y s i m o d e l5 2 2精密酸度计h a c hs e n s i o n 2 3分析天平d t 1 0 0 4电热鼓风干燥器 c s l o l 一2 d 5牛化恒温培养箱x m t 1 5 2 c 重庆大学硕士学位论文 续上表 6c o d 反应仪h a c hc o dr e a e t o r 7c o d 测定仪h a c hd r 2 0 1 0 8分光光度仪7 2 1 a 9b o d 5 测定仪h a c hb o d t r a k 1 0电子显微镜m o t i cd 位5 1 1离心机l x j 1 i ( 低速) 1 2 离心机t g l 一1 6 c ( 高速) 1 3 悬浮物测定仪r o y c e m o d e i7 1 1 1 4 箱式电阻炉 s x - 4 一1 0 2 4 4 f 水道管渠活性污泥处理系统工况研究 4 下水道管渠活性污泥处理系统工况研究 4 1 试验方法 4 1 1 下水道管渠活性污泥处理系统的启动 试验所用接种污泥取自唐家桥污水处理厂曝气池，将该污泥加入到一个圆柱 形反应器中，控制水温2 1 - 2 5 。c ，p h = 6 5 - 7 5 ，d o = 2 3 m g l ，在进水c o d 。，= 6 0 0 m g l ，m l s s = 4 0 9 l ，h r t = 2 0 h ，n s = 1 2k g b o d 5 k g m l s s ，d 下进行培养，两周后 将上述活性污泥放入下水道处理装置中，以循环运行、静止沉淀、排水的方式运 行，并依靠自然通风、跌水的方式进行充氧，每日测试s v i 、m l s s 和进、出水 c o d c r 等指标，直至系统中c o d c r 去除率基本稳定后，结束对活性污泥的培养 及装置的启动。 4 1 2 下水道活性污泥处理系统运行工况研究 本试验的主要目的是考察下水道处理系统污泥浓度和停留时间对不同浓度城 市污水处理效果的影响。分别两套不同的装置内进行中低浓度和高浓度污水处理 试验， 装置1 ：低浓度城市污水：进水c o d e r = 2 0 0m g l 左右： 中浓度城市污水：进水c o d c r = 4 0 0 m g l 左右； 装置2 ：高浓度城市污水：进水c o d c r = 6 0 0m g l 左右： 试验分阶段进行，污水采用校区生活污水，以不同比例稀释进水得到不同浓 度污水，其运行工况见表4 1 表4 3 。 表4 1 处理低浓度城市污水时各阶段的运行工况 t a b l e 41r u n n i n gs t a t eo f d i f f e r e n tp h a s ew i t hl o wc o n c e n t r a t i o n m u n i c i p a l w a s t e w a l e r 试验阶段阶段1阶段2阶段3阶段4 进水c o d m f r a g l ) 2 0 02 0 02 0 02 0 0 m l s s ( g ，l ) 3 o 2 01 ，5 o h r t ( m i n )1 2 01 2 01 2 01 2 0 表4 2 处理中浓度城市污水时各阶段的运行工况 t a b l e 42r u n n i n gs l a t eo f d i f f e r e n tp h a s ew i t hm i d d l ec o n c e n t r a t i o nm u n i c i p a lw a s t e w a t e r 试验阶段阶段l阶段2阶段3阶段4 进水c o dm m f m g l ) 4 0 04 0 04 0 04 0 0 m l s s ( l ) 3o2 0151o h r t ( m j n ) 1 8 01 8 01 8 01 8 0 重庆大学硕士学位论文 表4 3 处理高浓度城市污水时各阶段的运行工况 t a b l e 4 3r u n n i n gs t a t eo f d i f f e r e n tp h a s ew i t hh i g hc o n c e n t r a t i o nm u n i c i p a lw a s t e w a t e r 试验阶段阶段1阶段2阶段3阶段4 进水c o d t m ( m g l ) 6 0 06 0 06 0 06 0 0 m l s s ( g l ) 4 03 o2 o1 o h r t ( m i n ) 3 6 03 6 03 6 03 6 0 在不同污泥浓度下，对于不同浓度的进水，开始运行后每隔1 5 3 0 m i n 取样 测试出水c o d 。，试验期间的水温为2 l 2 5 。每阶段改变工况以后，活性污泥 都需经过一段时间的稳定培养，分别测试进出水c o d 。、s s 、n h 3 n 及s v i 等指 标。 4 1 3 下水道活性污泥十生物絮凝处理系统 针对某些小城镇下水道长度短，污水在其中停留时间短的情况，对于高浓度 城镇污水，拟采用下水道活性污泥+ 生物絮凝组合系统，使其出水达标。本试验 主要研究该系统的运行工况，并确定生物絮凝工艺的负荷和水力停留时间对处理 效果的影响。试验流程见图4 1 ，下水道试验装置见图3 1 ，生物絮凝反应器见图 3 6 。 城市污水 图4 1 下水道活性污泥+ 生物絮凝处理系统流程图 f i g 4 1s a n i t a r ys e w e r s + b i o - f l o c c u l a t i o nt r e a t m e n t s y s t e m sp r o c e s s 下水道进水c o d c ，为6 0 0m g l 左右。根据前一阶段的试验结果，下水道采 用m l s s = 1 5 9 l ，h r t = 2 h ，n s = 2 4k g b o d s k gm l s s d ；生物絮凝段活性污泥 采用己培养好的高负荷污泥，分阶段以不同负荷进行试验，各阶段d o 控制在 1 7 - - 2 5 m g l 之间，反应器的水温控制在2 0 左右。试验期间，各阶段的运行1 ： 况见表4 4 。在上述运行工况下，测试进、出水c o d 。，、s s 、n h 4 n 及s v i 等指 标。 4 下水道管渠活性污泥处理系统工况研究 表4 4 生物絮凝工艺各阶段的运行工况 t a b l e4 4r u n n i n gs t a t eo f d i f f e r e n tp h a s ei nb i o - f l o c c u l a t i o np r o c e s s 试验阶段阶段l阶段2阶段3阶段4 下水道c o dm $ ( m g l )6 0 06 0 06 0 06 0 0 絮凝流量q ( m l m i n ) 2 5 03 7 55 0 06 2 5 絮凝h r t ( m i n )6 04 03 02 5 絮凝m l s s ( g l ) 2 42 42 42 4 4 _ 2 试验结果及分析 4 2 1 下水道活眭污泥处理系统运行工况研究 试验结果 停留时间及污泥浓度对出水c o d 。的影响见图4 2 、图4 ，3 及图4 4 2 5 0 2 0 0 1 5 0 1 0 0 5 0 o 01 53 04 56 07 59 01 0 51 2 0 h r t ( r a i n ) 一i m l s s = 3 0 9 l 卜- m l s s 。2 o g l 矗一k l l s s = i ，5 9 l * 一m l s s = i 0 9 l 图4 2h r t 和m l s s 对低浓度城市污水出水c o d e r 的影响 f i 9 4 2c h a n g e o f e f f l u e n tc o d 口o f l o wc o n c e n t r a t i o nw a s t e w a t e ra sh r ta n dm l s s 5 0 0 4 0 0 3 0 0 2 0 0 1 0 0 o 03 06 09 01 2 0i 5 0 1 8 0 停留时间h r t ( m ir 1 ) 一m l s s = 3 o g - - m l s s - 20 9 l 扣m l s s = i5 9 l * _ m l s s - 1 0 9 l 图43h r t 和m l s s 对中浓度污水出水c o d e r 的影响 f i g4 3c h a n g eo f e f f l u e n tc o d o f m i d d l e c o n c e n t r a t i o nw a s t e w a t e ra sh r ta n dm l s s (1丑县。占oo (185若ou 重庆大学硕士学位论文 7 0 0 6 0 0 5 0 0 暑4 0 0 3 0 0 2 0 0 1 0 0 o 06 01 2 0 1 8 02 4 03 0 03 6 0 停留时间h r t ( r a i n ) + m l s s 2 4 0 9 l + m l s s = 3 o g l d rb l l s s = 2 o g l * 一m l s s = 1 o g l 图4 4h r t 和m l s s 对高浓度污水出水c o d c r 的影响 f i g 4 4c h a n g eo f e f f l u e n tc o d o f h i g hc o n c e n t r a t i o nw a s t e w a t e ra sh r t a n dm l s s 8 0 窑6 0 褂 篮4 0 粕 ； 2 0 0l一一。1jj一 01 53 04 56 0 7 59 01 0 51 2 0 停留时间h r t ( m i n ) + m l s s = 3 0 9 l + m l s s = 2 0 9 l 扣m s s = 1 5 9 l x _ m s s = 1 0 9 l 图4 5h r t 和m l s s 对低浓度污水c o d 。去除率的影响 f i g 4 5c h a n g eo f c o r e m o v a lr a t i ow i t hl o wc o n c e n t r a t i o nw a s t e w a t e ra sh r ta n dm l s s 1 0 0 亲8 0 褂6 0 餐 悄 4 0 o 2 0 o 03 06 09 01 2 015 0 1 8 0 停留时间h r t ( m i n ) 卜m i s s 2 3 0 9 l - 一m l s s ：2 0 9 l 1 卜m l s s - i 5 9 l 日一m l s s = 1 0 9 l 图4 6h r t 和m i ，s s 对中浓度污水c o d 。，去除率的影响 f i g4 6c h a n g eo f c o d c r r e m o v a lr a t i ow i t hm i d d l ec o n c e n t r a t i o nw a s t e w a t e ra sh r ta n dm 。s s 4 下水道管渠活性污泥处理系统工况研究 一1 0 。： 昱8 0 孙 5 。0 。 3 0 03 06 09 01 2 0l b u1 8 0z 1 02 4 0 2 7 03 0 0 3 3 0 3 6 0 停留时间h r t ( m i n ) 一m l s s = 4 o g l 卜。m l s s = 3 o g l 占一m l s s = 2 0 9 l * 一m l s s = l0 9 l 图4 7h r t 和m l s s 对高浓度污水c o d 。，去除率的影响 f i g4 7c h a n g eo f c o d , r e m o v a l r a t i ow i t hh i g hc o n c e n t r a t i o nw a s t e w a t e ra sh r t a n dm l s s 试验结果讨论 ( 1 ) 由图4 2 ，图4 5 可知：当进水c o d 。，= 2 0 0 m g l ，在下水道系统中，随 着停留时间的延长和污泥浓度的增加，出水c o d 。逐渐下降，当m l s s = 1 5 9 m ， h r t = 3 0 m i n 时，出水c o d “= 8 7 r l l g m ，1 1 c o d c ，= 5 6 5 ，h r t = 1 2 0 m i n 时，出 水c o d 口= 5 9 m g ，l ，n c o d e r = 7 0 5 。而当m l s s = 3 o w l ，h r t = 3 0 m i n 时， 出水c o d c r = 5 7 m g l ，n c o d e ，= 7 1 4 ，h r t = 1 2 0 m i n 时，出水c o d e r = 4 3 m g l ， nc o d e r = 7 8 5 。 ( 2 ) 由图4 3 ，图4 6 可知：进水c o d 。，= 4 0 0 m g l 时，在下水道系统中， 当m l s s = 1 s g l ，h r t = 1 8 0 r a i n 时，出水c o d 。= 7 9 m g m ，r l c o d e ，= 8 0 3 ， 当m l s s = 3 0 9 r l ， 珏汀= 1 8 0 m i n 时，出水c o d 。，= 5 6 m g l ，r l c o d c ，= 8 6 1 。 ( 3 ) 由图4 4 、4 7 可知：进水c o d c r = 6 0 0 m g l 时，污泥浓度由2 o g l 增 加到4 ，o g r l ，当h r t = 1 2 0 m i n ，出水c o d c r 由2 1 4 m g l 下降到1 8 0m g ，l ，r l c o d c ， 由6 4 上升到7 1 1 ；延长h r t 至3 6 0 m i n ，m l s s 由2 0g m 增加到4 0 9 l ，出 水c o d c r 由1 1 2 m e j l 下降到5 6 m g l ，nc o 嘶则由8 2 - 2 上升到9 1 。 ( 4 ) 由图4 2 图4 7 可知，对于不同浓度的污水，当达到相同的出水水质 时，随着污泥浓度的增加，所需的停留时间缩短，可以通过增加污泥浓度的方式 缩短h r t 。在不同的停留时间，如果以污水在管道内的平均流速o 5 2 m s 考虑， “f 水道活性污泥处理系统在不同流速时所需的管道长度见表4 5 。 重庆大学硕士学位论文 表4 5 下水道处理系统不同流速和停流时间所需管道长度( k m ) t a b l e4 5r e q u i r e d p i p e l i n el e n g t hi nd i f f e r e n tl o a d i n gr a t e ( k m ) 流速( m s ) o 50 7 51 o 15 2 0 h r t ( h ) 1 1 82 73 6547 2 2 3 65 47 21 081 4 4 3 5 48 11 0 81 622 1 6 4 7 21 0 81 4 42 1 62 8 8 5 9 o1 3 51 8 o2 7 o3 6 0 6 1 0 81 6 22 1 63 2 4 4 3 2 由图4 2 图4 7 ，表4 5 可知：不同浓度的污水达到相同的出水水质，高浓 度污水比低浓度污水需要更长的h r t 和下水道；当m l s s = 3 o g r e 时，要使出水 c o d c r 6 0m g l ，对于低浓度城市污水，h r t = 0 5 h ；所需下水道长度为o ，9 - - 3 6 k m ，对于中浓度城市污水，阳u = 3 h ；所需下水道长度为5 4 2 1 6 k r n ，而对 于高浓度城市污水，当m l s s = 4 o 扎时，阿玎= 6 h ，所需下水道长度为l o 8 4 3 2 k m 。对于中小城镇来说，由于受到城镇规模的限制，在进水浓度较高时，污 水在下水道内的流行时间难以达到污水达标排放所需的h r t 。 4 2 2 下水道活性污泥+ 生物絮凝处理系统运行工况研究 试验结果 试验结果见图4 8 图4 1 2 o 誉 占 8 _ _ d r 。 + ，j p “1 r _ 4 、p d t 4 、p x _ ! 二= 兰= 2 x 二= 二兰二= 二三= = = ：_ _ 兰= t _ = = x - - 2 - x 1234 j 窖行时禹( d ) 7 891 0 pf 水道进水c 0 d x 一絮凝段m 水c 0d 扣下水道出水c 0 d ( 絮凝段进水) 图4 8f 水道( n s = 24 k g b o d j k g m l s s ) + 生物絮凝池( n s = 1 o k g b o d 5 k g m l s s ) 处理系统进出水c o d c r 逐日变化曲线 f i g 4 9c h a n g eo f i n f l o wa n do u t f l o wc o d c r o f s a n i t a r ys e w e r ss t e p ( n s 2 24 k g b o d 5 k g m l s s la n db i o f l o c c u l a t i o ns t e p ( n s = l0 k g b o d s k g m l s s ) 瑚耋姗。 4 下水道管渠活性污泥处理系统工况研究 7 0 0 6 0 0 5 0 0 4 0 0 3 0 0 2 0 0 1 0 0 o lzj4o 6 ， g910 远行时间( d ) 小下水道进水牛生物絮凝殴出水士下水遒出水( 絮凝段进水) 图4 9 下水道( n s = 2 4 k g b o d s k g m l s s ) + 生物絮凝池( n s = 1 5 k g b o d 5 l ( g m l s s ) 处理系统进出水c o d c r 逐日变化曲线 f i g4 , 9c h a n g e o fi n f l o wa n do u t f l o wc o d e r o f s a n i t a r ys e w e r ss t e p ( n s _ 2 4 k g b o d 非g m l s s ) a n db i o - f l o c c u l a t i o ns t e p ( n s = 1 5 k g b o d j k g m l s s ) 7 0 0 60 0 lo 0 0 lz345678 9 10 征行时闻fd 1 + 下水道出水( 絮凝段进水) + 絮凝段出水十下水道进水 图4 1 0 下水道( n s = 2 4 k g b o d 非g m l s s ) + 生物絮凝池 ( n s = 2 0 k g b o d 5 & g m l s s ) 处理系统进出水c o d e r 逐日变化曲线 f i 9 4 1 0 c h a n g eo f i n f l o w a n do u 硼o w c o d e ro f s a n i t a r ys e w e r ss t e p o q s - 2 。4 k g , b o d ，k g m l s s ) a n db i o f l o c c u l a t i o ns t e p ( n s = 2 0 k g b o d s & g m l s s ) = 暑 占 吕 70 0 6 0 0 r ，_ 1 _ _ 、 5 0 0l 4 0 0 3 0 0 2 0 o p 。r 4 “、p d 1oo fx * x x x “k x x x 0【。一l一j。一一一l一。 2345678910 运行时间( d ) 扣下水道出水( 絮凝段进水) 一x 一絮凝段出水卜下水道进水 图4 1 l 下水道( n s = 24 k g b o d 5 k g m l s s ) 十生物絮凝池 ( n s = 2 5 k g b o d s k g m l s s ) 处理系统进出水c o d e r 逐日变化曲线 f i g411c h a n g eo f i n f l o wa n do u t f l o wc o d e ro f s a n i t a r ys e w e r ss t e p ( n s 2 2 4 k g b o d j k g m l s s la n db i o f l o c c u l a t i o ns t e p ( n s = 25 k g b o d s k g m l s s ) 3 1曹一0舍u 薹三 | | ； 一jb旦。占od 重庆大学硕士学位论文 3 0 9 2 5 0 20 0 15 0 兽 ；l o o 5 0 0 123 4 运行品问( 6 d ) 7 891 0 运行时间( ) + 絮凝段出水s s士f 水道进水s s 图4 1 2 下水道( n s = 2 4 k g b o d s k g m l s s ) + 生物絮凝池 ( n s = 2 5 k g b o d f l k g m l s s ) 处理系统进出水s s 逐日变化曲线 f i 9 4 1 2 c h a n g e o f i n f l o w a n d o u t f l o ws so f s a n i t a r ys e w e r s s t e p ( n s = 2 4 k g b o d s k g m l s s ) a n db i o - f l o c c u t a t i o ns t e p ( n s 2 2 5 k g b o d j k g m l s s ) 3 5 0 3 0 0 2 5 0 2 0 0 1 5 0 10 0 5 0 0 l2345678 运行时间( d ) 叫一絮凝段出水b o d+ 下水道进水b o d 图4 1 3 下水道( n s = 2 4 k g b o d s k g m l s s ) + 生物絮凝池 ( n s = 25 k g b o d g k g m l s s ) 处理系统进出水b o d 5 逐日变化曲线 f i 9 4 1 3 c h a n g e o f i n f l o w a n do u t f l o w b o d 5o f s a n i t a r ys e w e r ss t e p f n s = 2 4 k g b o d j k g m l s s ) a n db i o - f l o c c u l a f i o ns t e p ( n s = 2 5 k 班o d s , k g m l s s ) 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 景4 0 、v - 一 八q 。a 妒脚4 p 脚铋h 。饥 w 一 wd 、k 3 0 2 0 1 0 0 1 一 一。一。一一二。 02468 1 01 21 41 5 1 82 02 2 2 4 2 6 2 8 3 0 3 2 3 43 63 84 0 运行时间( d ) 辞生物絮凝段t 卜水道系统 图4 ，1 4 下水道及生物絮凝段的s v 变化曲线 f i g4l4c h a n g eo fs v ii ns a n i t a r ys e w e r ss t e pa n db i o f l o c c u l a t i o ns t e p ( 1 矗旦占o g 4 下水道管渠活性污泥处理系统工况研究 试验结果讨论 由前一阶段的试验结果可知，通过延长h r t 和提高m l s s 的方式降低有机 负荷可以提高出水水质，在下水道处理系统中，对于高浓度城市污水，当h r t = 6 h ， m l s s = 4 0g l ，n s = 0 3 k gb o d 5 k g m l s s d 时，出水c o d e r 6 0 m g l 、b o d 5 2 0 m g m 、s s 2 0m g l 。由表4 5 可知要使进水c o d e r = 6 0 0m g l 的污水通过下水道 处理系统达到排放标准，既使m l s s 提高到4 0 9 l ，h r t 也需6 h ，如果下水道内 污水的平均流速宜0 5 2 0 m s 计，需要1 0 8 - 4 3 2 k m 长的下水道。因此，对于下 水道长度较短的小城镇，可在下水道处理系统后设置生物絮凝池，通过下水道+ 生物絮凝处理系统提高出水水质，调节下水道长度。 对于下水道段，当进水c o d e r = 6 0 0 m g l ，h r t = 2 h ，m l s s 由1 5 9 l 提高 到3 o p l ，负荷由2 4 k g b o d j k g m l s s d 降低到1 2 k g b o d 5 k g m l s s d ，出水c o d c r 由2 0 4 m g l 降低至01 8 1m e c l ，r t c o d 。，由6 7 4 提高到7 2 3 ，仅增加了5 ，下 水道处理系统污泥浓度越高，所需的回流污泥越多，消耗在污泥回流上的能量越 多，从降低运行费用来考虑，对于下水道处理段取m l s s = 1 5g l 较为高效。 实验结果表明：对于生物絮凝段，由图4 9 图4 1 l 试验结果可知：生物絮凝 段负荷n 。为1 0 2 5k g b o d f l k g m l s s d ，h r t 为2 5 6 0 m i n 时，出水c o d 。， 6 0m g l 、q c o d e r = 7 1 2 7 4 5 ；b o d s 2 0 m g l 、r l b o d ，= 7 6 4 8 1 3 ：s s 2 0 m g m 、ns s = 6 9 4 7 7 o ，出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准 g b1 8 9 1 8 - 2 0 0 2 一级标准。 上述结果表明，生物絮凝段在n 。= 1 0 - 2 5k g b o d d k g m l s s d 负荷段运行时 出水c o d c ，无显著差异，说明该系统具有较好的抗冲击负荷能力。由于在高负荷 时，停留时间短，能减少生物絮凝池的容积，降低投资，而且由图4 1 2 图4 1 3 可知生物絮凝段在n s = 2 5k g b o d s k g m l s s d 时的出水b o d 5 和s s 较为稳定， 故生物絮凝段最佳负荷宜为n s = 2 5k g b o d 5 k g m l s s d 。 由图4 7 图4 1 3 可知：下水道处理系统和生物絮凝系统均在一个较高的负荷 下运行，对c o d e r 、b o d 5 和s s 均取得了较好的去除效果，经分析可知：下水道 活性污泥法和生物絮凝工艺处理系统负荷高，污泥中含有大量的高活性微生物， 而且随着负荷的增加，污泥脱氢酶量增加，污泥活性与代谢能力增强口”。同时， 由于系统中的基质充足，有利于絮凝菌生长，能够高效快速地吸附和氧化分解污 水中的有机物，使得出水水质好、抗冲击负荷能力强、运行稳定以及污泥沉降眭 能良好。 由图41 4 可知：在整个试验期间，下水道系统s v i 为7 2 8 4 ，生物絮凝段 s v i 为3 9 6 3 。无论是下水道系统还是生物絮凝池中的活性污泥的沉降性能均稳 定良好。经分析认为：一方面，由于处理系统的泥龄较短，而且污水中含有大量 重庆大学硕士学位论文 的原核细菌的存在，丝状菌无法成为优势菌种，从而使得下水道及生物絮凝处理 系统均保持了良好的污泥沉降性能。另一方面，由于本试验没有设置初沉池，下 水道出水沉淀时间短，使得下水道系统和生物絮凝池迸水中含有的大量s s 被活性 污泥吸附、凝聚，增大了污泥的絮体密实度和体积，改善了活性污泥的沉降性能。 本阶段的试验结果表明：与单独利用下水道处理高浓度污水相比，通过采用 下水道+ 生物絮凝的组合方式，可有效和灵活地调节下水道处理系统的停留时间 及所需的下水道管道长度。对于高浓度城市污水，当下水道系统h r t = 2 h ， m l s s = 1 5 9 l ，负荷为2 4 k g b o d s k g m l s s d ，生物絮凝段负荷n s = 2 5k gb o d 5 k g m l s s d ，m l s s = 2 4 9 l ，h r t = 2 5 m i n 时，下水道处理系统+ 生物絮凝工艺在 高负荷下对c o d c r 、b o d 5 和s s 均保持了较好的去除效果和较好的污泥沉降性能。 表明该处理系统具有高效、经济、处理水质稳定的特点。 4 3 小结 当进水c o d 。，= 2 0 0 m g l 时，采用活性污泥下水道处理系统，在m l s